CN208847839U - 服务器端进行rtk解算的定位*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供服务器端进行RTK解算的定位***，属于高精度定位技术领域。本实用新型所述定位***包括：流动站、基准站以及服务器；流动站包括有源天线、定位模块、嵌入式处理器、通讯模块以及供电模块；所述服务器负责接收基准站发送的配置文件和修正数据、各个流动站发送的转换后的观测信息，将接收到的数据根据流动站的ID分别进行解算，将解算得到的差分定位的结果发送至对应流动站，同时按照流动站的ID编号进行存储；当由于共用卫星信号不佳或丢失基准站数据连接无法得到RTK固定解时会利用流动站自身的NMEA定位信息作为定位结果。本实用新型解决了现有RTK定位技术流动站的尺寸大、功耗高的问题。本实用新型可用于RTK定位技术。
Description
技术领域
本实用新型涉及RTK解算定位***，属于高精度定位技术领域。
背景技术
RTK(Real-time kinematic，实时动态)载波相位差分技术，是北斗、GPS等卫星技术的一种，它是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，能够实时地提供观测站点在指定坐标***的三维定位结果，并达到厘米级精度。传统的RTK定位过程中，基准站的差分数据(伪距观测值、相位观测值、星历数据)通过网络传输给了流动站，流动站利用传输过来的基准站数据与自身观测得到的数据进行RTK解算，得到自身的高精度位置。由于解算过程在流动站中进行解算，为了支撑解算过程，流动站的硬件设计势必复杂、尺寸大，功耗也更为高，不适宜流动站需要移动或携带的要求。
实用新型内容
本实用新型为解决现有RTK定位技术流动站的尺寸大、功耗高的问题，提供了服务器端进行RTK解算的定位***。
本实用新型所述服务器端进行RTK解算的定位***，包括：流动站、基准站以及服务器；
所述流动站包括有源天线、定位模块、嵌入式处理器、通讯模块以及供电模块；
所述有源天线用于接收来自导航卫星的观测信号，并传递给定位模块；
所述定位模块，用于将来自导航卫星的观测信号转换为RTCM或BINEX格式，利用观测信号进行自主定位，并将转换后的观测信号以及自主定位得到的NMEA数据传递给嵌入式处理器；
所述嵌入式处理器，用于接收并传递定位模块发送的转换后的观测信息和NMEA数据到通讯模块，接收从通讯模块传回的信息，同时控制通讯模块信息的收发；
所述通讯模块用于发送嵌入式处理器传递的转换后的观测信息和NMEA数据至服务器，接收服务器发送的信息并传送至嵌入式处理器；
所述供电模块为流动站的各个模块提供电量；
所述基准站用于向服务器传递配置文件和修正数据；
所述服务器负责接收基准站发送的配置文件和修正数据、各个流动站的通讯模块发送的转换后的观测信息和NMEA数据，将接收到的数据根据流动站的ID分别进行解算，将解算得到的差分定位的结果，即，定位坐标分别发送至对应流动站，同时按照流动站的ID编号进行存储；
所述服务器位于内网中，通过特定端口与互联网通信。
作为对上述技术方案的进一步阐述：
进一步的，所述定位模块采用UM220H芯片。
进一步的，流动站的供电模块采用无线充电方式进行充电。
本实用新型最为突出的特点和显著的有益效果是：
本实用新型所涉及的服务器端进行RTK解算的定位***中，基准站通过数据链将其观测信息上传服务器，流动站也将配置文件和采集到的修正数据上传服务器，服务器利用RTKLIB(日本东京海洋大学(Tokyo University of Marine Science and Technology)开发的一个开放源程序包，供标准与精确GNSS全球导航卫星***应用。RTKLIB包括一个可移植的程序库和几个应用程序AP库)将两者的差分数据进行实时处理，一秒内给出厘米级的定位结果。本实用新型能够节省流动站进行RTK解算的硬件投入，流动站只负责将采集到的自身位置数据上传服务器，减小了流动站尺寸、降低了流动站功耗。相比传统RTK解算定位***的流动站需要具备大尺寸高功率高性能处理器以处理差分数据，本实用新型的流动站尺寸减小到40mm×33mm×6mm，功耗降至200mW，扩大了流动站的应用领域。服务器可以并发进行1000个流动站的RTK解算。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为定位模块电路图；
图3为通讯模块电路图；
图4为供电模块的无线充电部分电路图；
图5为供电模块的电源管理部分电路图；
图6为嵌入式处理器的A部分电路图；
图7为嵌入式处理器的B部分电路图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1对本实施方式进行说明，本实施方式给出的服务器端进行RTK解算的定位***，包括：流动站、基准站以及服务器；
所述流动站包括有源天线、定位模块、嵌入式处理器、通讯模块以及供电模块；
所述有源天线用于接收来自导航卫星的观测信号(即导航卫星的射频信号)，并单向传递给定位模块；
所述定位模块，用于将来自导航卫星的观测信号转换为RTCM或BINEX等格式(RTCM是由国际海运事业无线电技术委员会提出的差分导航全球卫星***数据的通用格式，BINEX是一种以二进制方式储存观测数据的格式，其巧妙的结构能尽可能的减小文件大小)，利用观测信号进行自主定位，并将转换后的观测信号以及自主定位得到的NMEA数据传递给嵌入式处理器。
所述嵌入式处理器，用于接收并传递定位模块发送的转换后的观测信息和NMEA数据到通讯模块，接收从通讯模块传回的信息，同时控制通讯模块信息的收发；嵌入式处理器可以多种型号，本实施方式中嵌入式处理器采用STM32L071系列芯片处理器，如图6、图7所示。
所述通讯模块用于发送嵌入式处理器传递的转换后的观测信息和NMEA数据至服务器，接收服务器发送的信息并传送至嵌入式处理器；本实施方式中通讯模块采用ESP-12，如图3所示，其中，COMRX表示通讯数据输入，COMTX表示通讯数据输出，均与嵌入式处理器的通讯端口连接，即，通讯模块ESP-12的16引脚COMTX与嵌入式处理器STM32L071的21引脚连接，通讯模块ESP-12的15引脚COMRX与嵌入式处理器STM32L071的22引脚连接。
所述供电模块为流动站的各个模块提供电量。
所述基准站用于向服务器传递配置文件和修正数据；
所述服务器负责接收基准站发送的配置文件和修正数据、各个流动站的通讯模块发送的转换后的观测信息和NMEA数据(是National Marine Electronics Association为海用电子设备制定的标准格式)，将接收到的数据根据流动站的ID(IDentity的缩写，身份标识号码)分别进行解算，将解算得到的差分定位的结果(定位坐标)分别发送至对应流动站，并按照流动站的ID编号进行存储(可存储在服务器的数据库中)，供相关人员即时查看历史查询。
所述服务器位于内网中，防止被攻击，通过特定端口与流动站、基准站通信。服务器利用端口复用来接入多个流动站以方便***防火墙的配置，即服务器只开一个或少数几个TCP端口即可接收大量不同流动站的数据。
流动站的定位模块，将来自导航卫星的观测信号转换为RTCM或BINEX等格式，利用观测信号进行自主定位，并将转换后的观测信号以及自主定位得到的NMEA数据传递给嵌入式处理器；嵌入式处理器，发送转换后的观测信息传递到通讯模块，并控制通讯模块将该转换后的观测信息传送至服务器；服务器的接收基准站发送的配置文件和修正数据、各个流动站的通讯模块发送的转换后的观测信息，将接收到的数据根据流动站的ID分别进行解算；服务器通过判断远程流动站接入地址、端口来区分不同流动站的数据。
若服务器能够正确解算，则将解算得到的高精度差分定位的结果(即定位坐标，精度2-3cm)发回到相对应的流动站(本实施方式中，流动站采用液晶屏显示结果)，同时服务器按照流动站的ID编号进行存储，供相关人员即时查看历史查询；
若卫星信号质量不佳，或丢失基准站连接，导致服务器解算错误，服务器会向流动站发送上传NMEA信息的请求，流动站的通讯模块接收服务器发送请求并传送至嵌入式处理器；嵌入式处理器传送NMEA数据到通讯模块，控制通讯模块发送NMEA数据至服务器，同时提示用户进入低精度状态；服务器将得到的NMEA数据作为结果按照流动站的ID编号进行存储，供相关人员即时查看历史查询。
服务器可以同时接收多个流动站的数据并对其分别进行RTK结算并分别得到坐标。当RTK解算时由于共用卫星信号不佳或丢失基准站数据连接无法得到RTK固定解时会利用流动站自身的NMEA定位信息作为定位结果。服务器也会给流动站下发指令，以便读取流动站的ID信息，电池电量，固件升级等操作。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述定位模块采用UM220H芯片。如图2所示；其中，GNSS1TX用于输出NMEA数据、RTCM数据，与嵌入式处理器的通讯口连接(与图7中STM32L071的42号引脚连接)；TX1未使用，GNSS1RX表示控制输出，与嵌入式处理器STM32L071的43号引脚连接，GND表示接地，GNSSRST表示复位定位模块由嵌入式处理器控制(与图7中STM32L071的20号引脚连接)，Inductor表示电感器，Ant表示有源天线，UM220H芯片11号引脚RF_IN连接有源天线。
其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是，流动站的供电模块采用无线充电方式进行充电。无线充电方式，不需要充电器或者电源线，使流动站使用时更加便携，通常也能在一定程度上减小流动站尺寸。本实施方式采用供电模块包括如图4所示无线充电部分(XC9236芯片)以及如图5所示电源管理部分(IP5305芯片)；其中，电源管理部分采用4个LED显示电池电量，当电流小于45mA且卸载32秒将进入休眠模式；当电流大于45mA将被唤醒；图5由IP5305芯片1号引脚Vin输入，由8号引脚Vout输出；图4中XC9236芯片1号引脚VIN的输入来自IP5305芯片8号引脚的输出，并采用PFM/PWM自动模式将从图4的1号引脚VIN输入的电源从5V调整为3.3V。
其他步骤及参数与具体实施方式二相同。
本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.服务器端进行RTK解算的定位***，其特征在于，包括流动站、基准站以及服务器；
所述流动站包括有源天线、定位模块、嵌入式处理器、通讯模块以及供电模块；
所述有源天线用于接收来自导航卫星的观测信号，并传递给定位模块；
所述定位模块，用于将来自导航卫星的观测信号转换为RTCM或BINEX格式，利用观测信号进行自主定位，并将转换后的观测信号以及自主定位得到的NMEA数据传递给嵌入式处理器；
所述嵌入式处理器，用于接收并传递定位模块发送的转换后的观测信息和NMEA数据到通讯模块，接收从通讯模块传回的信息，同时控制通讯模块信息的收发；
所述通讯模块用于发送嵌入式处理器传递的转换后的观测信息和NMEA数据至服务器，接收服务器发送的信息并传送至嵌入式处理器；
所述供电模块为流动站的各个模块提供电量；
所述基准站用于向服务器传递配置文件和修正数据；
所述服务器负责接收基准站发送的配置文件和修正数据、各个流动站的通讯模块发送的转换后的观测信息和NMEA数据，将接收到的数据根据流动站的ID分别进行解算，将解算得到的差分定位的结果，即，定位坐标分别发送至对应流动站，同时按照流动站的ID编号进行存储；
所述服务器位于内网中，通过特定端口与互联网通信。
2.根据权利要求1所述服务器端进行RTK解算的定位***，其特征在于，所述定位模块采用UM220H芯片。
3.根据权利要求2所述服务器端进行RTK解算的定位***，其特征在于，流动站的供电模块采用无线充电方式进行充电。
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| CN109283560A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-29 | 哈尔滨铁路科研所科技有限公司 | 服务器端进行rtk解算的定位***及定位方法 |
| CN112415540A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-26 | 广东电网有限责任公司肇庆供电局 | 多源定位数据的无人机自主飞行*** |
| CN112711049A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-27 | 国网北京市电力公司 | 定位*** |
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